2025年第十一期 鸡蛋的秘密知多少

如果有人问你：“鸡蛋从高处掉落时，怎样更不易破碎？”也许你会不假思索地回答：“当然是鸡蛋尖头或钝头朝下。”一直以来，大家都是这样认为的。然而，美国麻省理工学院物理学家哈德森·博尔哈·达罗查领导的科研团队最近发表在《通讯·物理学》上的研究结果，打破了这个“常识”。

这群科学家秉持着严谨求实的精神，模拟了常见的课堂科学实验“抛蛋挑战”( 即让学生从一定高度抛落鸡蛋并设法防止它们破裂 )，来验证这种说法到底靠不靠谱。

你能用一只手握住鸡蛋并把它捏破吗？也许你会觉得这很简单，但是尝试一下就知道，尽管使出了全身力气，鸡蛋却完好无损。这是为什么呢？原来关键在于鸡蛋的椭圆形外壳。椭圆结构有时也被叫作“拱形”，这种结构在物理学中被称为“薄壳结构”。当你将鸡蛋握在掌心时，手掌对鸡蛋施加的压力会沿着薄壳结构传递而被均匀地分散到整个结构上，从而化解了这股力量。但是如果换一种方式，比如把鸡蛋在桌边轻轻一磕，它却很容易就碎了。这是因为撞击的力瞬间集中作用在蛋壳的某一个部位上，超出了其局部承受能力。

此外，还有一个很有意思的鸡蛋承重实验值得一试。

这个简单的包裹方法利用了拱形结构的稳定性原理，可以有效保护鸡蛋在受到外力时不易破裂，适合在进行相关实验或长途运输时使用。

看上去外壳脆弱的鸡蛋竟有如此强大的承重能力，这得益于它的薄壳拱形结构。这种结构能够将施加在局部的压力巧妙地分散至蛋壳的每一个部位。正如下图中所示：当鸡蛋受到竖直向下的重力G作用时，其特殊形状使得受力点A 无法向下移动，只能通过分力F₁、F₂向B、C 处施加压力。这种压力传递方式会依次类推，直至蛋壳表面的每一个点都均匀承受重力，从而让鸡蛋能够承受远超自身重量的压力。

薄壳结构在自然界和人类生活中都有着广泛应用。例如，贝壳、蜗牛和龟壳等生物体，正是利用这种曲面薄壳结构来增强自身的强度和韧性，还有人类的头骨，通过曲面结构保证头部的坚固性，并提升了抵御外部冲击的能力。薄壳结构还广泛地应用在我们的日常生活中，如安全帽、摩托车头盔等，不仅增强了产品的结构强度和安全性，还提高了佩戴的舒适度。在工程领域，设计师更是青睐用薄壳打造轻巧而坚固的建筑物（如拱桥、圆形剧场等），从而增强其抗压能力和耐用性。

以坐落于我国河北省赵县的赵州桥为例，负责建桥的杰出匠师李春在桥身设计上巧妙地运用了薄壳结构原理，使得桥体坚固无比。整座桥的造型宛如一道优雅的弧线跨越洨河，不仅展现出古朴典雅的美感，更能有效地分散桥梁所承受的压力与荷载。即使在漫长的岁月中经受过无数次洪水的冲击、冰霜的侵蚀，甚至 8 次地震的破坏，这座古老的石拱桥依然稳固屹立，成为我国古代桥梁建筑中的瑰宝。

白水煮鸡蛋看似家常，实际上做起来并不简单。相信不少人都有这样的苦恼：煮得太过，

蛋黄会掉渣；火候不到，蛋清又未能完全凝固。为了解决这个难题，意大利那不勒斯费代里科二世大学的埃内斯托 • 迪马约教授领导的科研团队全力以赴。他们建立了数学模型，推导出两个公式，并借助计算机模拟技术，深入探究了煮蛋过程中两个核心的物理过程：

研究团队发现，要让煮熟的鸡蛋兼具软嫩的蛋黄和有弹性的蛋白，需要满足蛋黄和蛋清对烹饪火候的不同需求。他们煮了几百个鸡蛋，终于找到了水煮蛋的“完美”配方。2025年2月6日，相关科研论文发表在《自然》杂志子刊《通讯—工程学》上，引起广泛的关注。

研究团队的第一步是建模，模拟在使用“硬煮 / 普通水煮”“溏心煮”“真空低温烹饪”和“周期性烹饪”四种煮法时，鸡蛋从外到内的温度变化和受热凝固过程。结果发现，用“硬煮 / 普通水煮”和“溏心煮”的鸡蛋，温度随时间的变化曲线比较单调，都是从低温升至沸点。区别在于前者煮的鸡蛋经历持续的沸水高温，最终整体温度都达到了100°C，鸡蛋完全熟透。而后者煮的鸡蛋只有蛋清煮熟成了蛋白，蛋黄还是“流心”状态。而使用“真空低温烹饪”则是将鸡蛋置于精确控制的恒温水浴中长时间加热，其温度随时间的变化也和前两种方法类似，但最后只有蛋黄熟了，蛋清还没凝固。而“周期性烹饪”能实现理想的温度变化，让鸡蛋的所有部位都达到最佳煮熟效果。通过冷热交替，鸡蛋内部的温度变化不再是像其他方法一样单调增长，而是能够使蛋黄中心保持在相对稳定的温度（约 67°C），这种精准调控的温度变化，使得蛋黄能在较低温度下长时间温和凝固变得软嫩，同时又能让蛋清经历足够的高温变得有弹性。

接下来，研究团队开始进行相关的模拟实验，用可以控温的加热器和平底锅开始实操。根据模拟曲线，四种烹饪方法的步骤分别是：

最后，研究团队对模拟实验结果进行了评估。为了进行量化对比，研究人员对蛋白设置了光泽、白色、柔软度、湿润度、融化度、甜味、

鲜味、苦味、咸味、涩味、整体风味11项评价

标准。同时对蛋黄设置了15项评价标准，分别是：光泽、颜色、密度、浓稠度、湿润度、溶解度、糊状度、黏附性、粉状度、甜味、鲜味、苦味、咸味、涩味、整体风味。结果显示，用“周期性烹饪”方法煮的鸡蛋，蛋白的外观和口味与溏心蛋类似，而蛋黄的外观和口味则与使用“真空低温烹饪”方法煮的鸡蛋相似。综合来看，蛋白和蛋黄均达到了最佳烹饪状态，模拟结果和预期完全一致。

为进一步验证，研究团队借助核磁共振和高分辨率质谱法，分析了用“周期性烹饪”方法煮熟的鸡蛋，证实蛋黄中的有益氨基酸和多酚含量

显著增加。参与试吃的8位志愿者均表示，用“周期性烹饪”方法煮的鸡蛋的蛋白更具弹性，蛋黄则保持了奶油般的柔软质地，口感细腻。

“周期性烹饪”看似简单的操作背后蕴含着科学的智慧，能让每一颗鸡蛋都达到完美的均匀熟度。不过这种方法耗时较长，需要耐心和细心。或许在将来的某一天，随着科技的进步和烹饪技术的不断创新，会发明出更加便捷高效的煮蛋器，让我们在忙碌的生活中也能轻松品尝到口感完美的水煮蛋。

文 | 李忠东

来源 | 《科学24小时》2025年第11期

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